广义相对论与天体物理
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- the logic behind Einstein’s general relativity,
- the ability to derive basic equations,
- fine interpretation of various phenomena in the relativistic astrophysics,
A First Course in General Relativity,Bernard Schutz,Cambridge University Press,2009,Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity,James Hartle,Pearson,2003,Spacetime and Geometry,Sean Carroll,Pearson,2004,Gravitation and Cosmology,Steven Weinberg,John Wiley & Sons, Inc.,1972,
开课院系
物理学院
通选课领域
是否属于艺术与美育
否
平台课性质
平台课类型
授课语言
中文
教材
广义相对论引论,俞允强,北京大学出版社,199702,2,7301033176；
General Relativity with Applications to Astrophysics,Norbert Straumann,Springer,2004,1,978-3642060137；
如今，全球有物理学专业的知名大学几乎都会涉及到广义相对论或者相关学科的教学。北京大学的天体物理学专业、理论物理学专业的学生对于这方面的知识也是非常必需的。其他专业的学生也有意了解广义相对论的内容。本门课程将满足学生这方面的需求，为学生今后从事与引力相关的科学研究奠定基础，并对相关学科提供必需的理论支持，适合国家发展科技强国的大方向。
英文简介
This course is designed to be elementary, suitable for those who want a first grasp of the tremendous beauty of Einstein’s general relativity. I will try to keep the mathematics minimum (e.g. the differential geometry), and the physics clearly stated (e.g. the equivalence principle). In this class, students are supposed to learn,
阿尔伯特·爱的引力的理论。优美的数学形式、深刻的物理内涵，使得广义相对论成为了人类物理学探索中最重要的智慧结晶之一。特别是，一个多世纪以来，广义相对论通过了来自各个领域的实验检验，成为了大家公认的引力理论。
如今，全球有物理学专业的知名大学几乎都会涉及到广义相对论或者相关学科的教学。北京大学的天体物理学专业、理论物理学专业的学生对于这方面的知识也是非常必需的。其他专业的学生也有意了解广义相对论的内容。本门课程将满足学生这方面的需求，为学生今后从事与引力相关的科学研究奠定基础，并对相关学科提供必需的理论支持，适合国家发展科技强国的大方向。
- the limitation of the class,
- as well as the direction to explore if one wants to master more advanced materials.
Though the class targets graduates who work on astrophysics or theoretical physics, it is in general eligible for graduate students (as well as the advanced undergraduates) with Science & Engineering background.
本课程将从基础出发，为学生铺平深入学习广义相对论的道路。首先，本课程简洁地介绍广义相对论的物理基础，从而介绍它的数学结构，即爱因斯坦场方程。接下来，课程将结合该领域内最新的发展，讨论场方程的几个简单、经典的应用，包括爱因斯坦场方程的弱场低速近似、四大经典实验检验、真空球对称解、中子星和黑洞、引力波、宇宙学等。
本课程将从基础出发，为学生铺平深入学习广义相对论的道路。首先，本课程简洁地介绍广义相对论的物理基础，从而介绍它的数学结构，即爱因斯坦场方程。接下来，课程将结合该领域内最新的发展，讨论场方程的几个简单、经典的应用，包括爱因斯坦场方程的弱场低速近似、四大经典实验检验、真空球对称解、中子星和黑洞、引力波、宇宙学等。
课程安排
o 从牛顿力学和麦克斯韦电磁学到狭义相对论（2学时）
o 从狭义相对论到广义相对论（1学时）
o 等效原理与弯曲时空（2学时）
o 黎曼几何简介（3学时）
o 爱因斯坦场方程（4学时）
o 爱因斯坦场方程的弱场近似（2学时）
o 引力红移和光线弯折（2学时）
o 水星近日点进动和光线传播时延（2学时）
o 爱因斯坦场方程的真空球对称解（2学时）
参考书
2,978-0521887052；
1,978-0805386622；
1,978-1292026633；
1,978-0471925675；
教学大纲
天体物理学专业和理论物理学专业的学生，能够掌握广义相对论的基础，并掌握基本的天体物理学现象中的应用。这将为学生以后学习更高级的广义相对论的知识提供支撑，也将为学生阅读科研文献、进行引力相关的科研计算提供参考。
广义相对论与天体物理课程详细信息
课程号
00407794
学分
2
英文名称
General Relativity and Astrophysics
先修课程
数学物理方法、电动力学
中文简介
阿尔伯特·爱因斯坦在100多年前建立了广义相对论。它是描述物理世界中四种基本相互作用中的引力的理论。优美的数学形式、深刻的物理内涵，使得广义相对论成为了人类物理学探索中最重要的智慧结晶之一。特别是，一个多世纪以来，广义相对论通过了来自各个领域的实验检验，成为了大家公认的引力理论。
o Tolman-Oppenheimer-Volkoff和中子星（3学时）
o 球对称黑洞（2学时）
o 黑洞的自旋和Kerr时空（1学时）
o 引力波的传播（2学时）
o 引力波的产生（2学时）
o 大爆炸宇宙学简介（2学时）
课堂讲授（100%）
作业（20%）、期末开卷考（80%）
教学评估
邵立晶：
- the ability to derive basic equations,
- fine interpretation of various phenomena in the relativistic astrophysics,
A First Course in General Relativity,Bernard Schutz,Cambridge University Press,2009,Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity,James Hartle,Pearson,2003,Spacetime and Geometry,Sean Carroll,Pearson,2004,Gravitation and Cosmology,Steven Weinberg,John Wiley & Sons, Inc.,1972,
开课院系
物理学院
通选课领域
是否属于艺术与美育
否
平台课性质
平台课类型
授课语言
中文
教材
广义相对论引论,俞允强,北京大学出版社,199702,2,7301033176；
General Relativity with Applications to Astrophysics,Norbert Straumann,Springer,2004,1,978-3642060137；
如今，全球有物理学专业的知名大学几乎都会涉及到广义相对论或者相关学科的教学。北京大学的天体物理学专业、理论物理学专业的学生对于这方面的知识也是非常必需的。其他专业的学生也有意了解广义相对论的内容。本门课程将满足学生这方面的需求，为学生今后从事与引力相关的科学研究奠定基础，并对相关学科提供必需的理论支持，适合国家发展科技强国的大方向。
英文简介
This course is designed to be elementary, suitable for those who want a first grasp of the tremendous beauty of Einstein’s general relativity. I will try to keep the mathematics minimum (e.g. the differential geometry), and the physics clearly stated (e.g. the equivalence principle). In this class, students are supposed to learn,
阿尔伯特·爱的引力的理论。优美的数学形式、深刻的物理内涵，使得广义相对论成为了人类物理学探索中最重要的智慧结晶之一。特别是，一个多世纪以来，广义相对论通过了来自各个领域的实验检验，成为了大家公认的引力理论。
如今，全球有物理学专业的知名大学几乎都会涉及到广义相对论或者相关学科的教学。北京大学的天体物理学专业、理论物理学专业的学生对于这方面的知识也是非常必需的。其他专业的学生也有意了解广义相对论的内容。本门课程将满足学生这方面的需求，为学生今后从事与引力相关的科学研究奠定基础，并对相关学科提供必需的理论支持，适合国家发展科技强国的大方向。
- the limitation of the class,
- as well as the direction to explore if one wants to master more advanced materials.
Though the class targets graduates who work on astrophysics or theoretical physics, it is in general eligible for graduate students (as well as the advanced undergraduates) with Science & Engineering background.
本课程将从基础出发，为学生铺平深入学习广义相对论的道路。首先，本课程简洁地介绍广义相对论的物理基础，从而介绍它的数学结构，即爱因斯坦场方程。接下来，课程将结合该领域内最新的发展，讨论场方程的几个简单、经典的应用，包括爱因斯坦场方程的弱场低速近似、四大经典实验检验、真空球对称解、中子星和黑洞、引力波、宇宙学等。
本课程将从基础出发，为学生铺平深入学习广义相对论的道路。首先，本课程简洁地介绍广义相对论的物理基础，从而介绍它的数学结构，即爱因斯坦场方程。接下来，课程将结合该领域内最新的发展，讨论场方程的几个简单、经典的应用，包括爱因斯坦场方程的弱场低速近似、四大经典实验检验、真空球对称解、中子星和黑洞、引力波、宇宙学等。
课程安排
o 从牛顿力学和麦克斯韦电磁学到狭义相对论（2学时）
o 从狭义相对论到广义相对论（1学时）
o 等效原理与弯曲时空（2学时）
o 黎曼几何简介（3学时）
o 爱因斯坦场方程（4学时）
o 爱因斯坦场方程的弱场近似（2学时）
o 引力红移和光线弯折（2学时）
o 水星近日点进动和光线传播时延（2学时）
o 爱因斯坦场方程的真空球对称解（2学时）
参考书
2,978-0521887052；
1,978-0805386622；
1,978-1292026633；
1,978-0471925675；
教学大纲
天体物理学专业和理论物理学专业的学生，能够掌握广义相对论的基础，并掌握基本的天体物理学现象中的应用。这将为学生以后学习更高级的广义相对论的知识提供支撑，也将为学生阅读科研文献、进行引力相关的科研计算提供参考。
广义相对论与天体物理课程详细信息
课程号
00407794
学分
2
英文名称
General Relativity and Astrophysics
先修课程
数学物理方法、电动力学
中文简介
阿尔伯特·爱因斯坦在100多年前建立了广义相对论。它是描述物理世界中四种基本相互作用中的引力的理论。优美的数学形式、深刻的物理内涵，使得广义相对论成为了人类物理学探索中最重要的智慧结晶之一。特别是，一个多世纪以来，广义相对论通过了来自各个领域的实验检验，成为了大家公认的引力理论。
o Tolman-Oppenheimer-Volkoff和中子星（3学时）
o 球对称黑洞（2学时）
o 黑洞的自旋和Kerr时空（1学时）
o 引力波的传播（2学时）
o 引力波的产生（2学时）
o 大爆炸宇宙学简介（2学时）
课堂讲授（100%）
作业（20%）、期末开卷考（80%）
教学评估
邵立晶：